3D-tulostus pystyy luomaan vahva polymeeri-ja metalliosat. Tietyt 3D-tulostettujen osien sovellukset saattavat kuitenkin vaatia paljon enemmän voimaa. Suunnittelu ja materiaalin valinta ovat kriittisimmät tekijät, jotka määrittävät 3D-tulostetun osan lujuuden. Kuitenkin jopa hyvin suunniteltu osa voi osoittaa heikkoutta ja epäonnistua käytössä, jos muita yksinkertaisia ja tärkeitä lujuuden parantamiseen tekniikoita jätetään huomiotta.

3D-tulosteiden vahvistamiseen on erilaisia tekniikoita. Nämä voidaan ryhmitellä kolmeen suureen kategoriaan: osageometriaan, tulostusasetuksiin ja jälkikäsittelyyn.

Osageometria

osan geometrialla on ratkaiseva merkitys 3D-tulostuksen lujuuden määrittämisessä. Fileiden ja viisteiden käyttö lisää reunojen mekaanista lujuutta, kun taas kumistimet ja kylkilistat tarjoavat rakenteellista tukea.

käytä fileitä tai viisteitä

fileitä tai viisteitä, jotka muodostavat vahvan pohjan ohuemmille lohkoille 3D-osissa. Ne estävät suuttimia irtoamasta herkkiä osia tulosteesta.

malliesimerkki ilman fileitä
Suunnitteluesimerkki fileillä

käytä kylkiluita ja Kulmasarjoja

kylkiluita ja kulmasarjoja ovat ohuita ekstruusioita, jotka työntyvät kohtisuoraan seinästä tai tasosta. Ne antavat tukea ja lisäävät osan voimaa. Kylkiluiden paksuuden tulisi olla puolet seinämän paksuudesta ja niiden tulisi sijaita vähintään etäisyydellä, joka on kaksi kertaa seinien paksuus. Suuria ja korkeita kylkiluita tulisi välttää; sen sijaan tulisi käyttää useita pieniä kylkiluita.

Suunnitteluesimerkki, jossa kylkiluut

3D-Tulostusasetukset

3D-tulostusprosessin Optimiasetukset tarvitaan vahvempien osien tuottamiseen. Nämä asetukset sisältävät seuraavat.

täydennysrakentaminen 3D-tulostuksessa

täydennysrakentaminen tarkoittaa yksinkertaisesti 3D-osan ulkoseinien sisällä olevan materiaalin määrää. Tätä tekniikkaa käytetään yleisesti FDM 3D-tulostuksessa lujuuden lisäämiseksi. Täydennysrakentamisen asetus tehdään kahdella tavalla, täydennysrakentamisen kuvio ja täydennysrakentamisen tiheys.

Täydennysrakentamiskuvio

tämä on toistuva rakenne, joka täyttää 3D-tulostetun osan sisällä olevan tilan. Se on yleensä piilossa näkyviltä. On olemassa lukuisia tyylejä täydennysrakentamisen kuvioita. Ne ovat; kolmikulmainen kuvio, archi, suorakulmainen, hunajakenno tai kuusikulmainen, ja samankeskinen. Archi täydennysrakentamisen malli sopii parhaiten pyöreä tai pyöristetty osia. Suorakulmainen täydennysrakentamisen kuvio pystyy antamaan 100% tiheä osa, koska sen yhdensuuntainen ja kohtisuorassa verkkoon. Kuusikulmainen täydennysrakentamisen malli tarjoaa suurimman lujuus-paino-suhde, mutta se kestää pisimpään tulostaa.

täydennysrakentamisen tiheys

0% täydennysrakentamisella ei ole täydennysrakentamista, ja 100% täydennysrakentamisella saadaan täysin kiinteä osa. 100% täydennysrakentamisen tekee vahvin osa. Monesti se on kuitenkin turhaa materiaalin käyttöä, joka lisää painoa ja kustannuksia. Hunajakennokuvio on paras Alle 50 prosentin prosenteille, kun taas suoraviivainen kuvio on paras yli 50 prosentin prosenteille. Yleinen täydennysrakentamisen tiheydet ovat välillä 20% ja 25%.

Osasuuntaus

3D-tulostettu osasidos

3D-tulostetut osat ovat vahvimpia rakennussidoksen suuntaisissa tasoissa, koska molekyylisidos kerrostumassa on paljon enemmän kuin kerrosten väliset liimasidokset. Nämä ovat X-ja Y-koneet. Vaikka tämä tekniikka on yhteinen FDM 3D tulostus, sitä voidaan käyttää muissa prosesseissa, kuten SLA ja SLS parantaa voimaa. Osasuuntautuneisuus riippuu siitä, missä kohtaa kuormitusta ja paineita osassa koetaan.

kuoren paksuus

tällä on merkittävä rooli 3D-osien vahvistamisessa. Paksumpi kuori tekee osasta vahvemman. FDM-tulostuksessa kuoren paksuus, joka on 3-4 kertaa suuttimen halkaisija, on paras osille, jotka joutuvat raskaalle ja jatkuvalle kuormitukselle. Useimmissa 3D-tulostusprosesseissa käytetään vähintään noin 1 mm: n paksuutta. Tämän lisääminen parantaa kuitenkin vetolujuutta ja iskunkestävyyttä. Tarkempia tietoja suositeltavasta paksuudesta muille 3D-tulostustekniikoille käy läpi suunnitteluoppaamme.

jälkikäsittely

painettujen osien lujuuden lisäämiseksi voisi harkita myös jälkikäsittelyä. Seuraavat jälkikäsittelytoimet, jotka voivat suuresti lisätä 3D-tulostettujen osien lujuutta.

hehkutus

hehkutus on yksinkertaisesti prosessi, jossa 3D-tulostettu osa kuumennetaan ja sen annetaan jäähtyä vähitellen sisäisten jännitysten lievittämiseksi, mikä johtaa kovempaan osaan. Vaikka metalleja ja lasia voidaan hehkuttaa, kaikkia polymeerejä ei voida hehkuttaa. Jotkut materiaalit, jotka soveltuvat hehkutus ovat PLA, PET, ja PA 12.

galvanointi

galvanointi on jälkipainotekniikka, jossa osa upotetaan veden ja metallisuolojen liuokseen. Kun virta johdetaan liuoksen läpi, metallikationit muodostavat osan ympärille ohuen pinnoitteen. Tätä tekniikkaa voidaan soveltaa 3D-osiin FDM -, SLS -, SLA-tai SCM-tulostimista. Se antaa osalle lähes identtisen mekaanisen ominaisuuden metalliosille, ja niin on paljon halvempi vaihtoehto metallin 3D-tulostukselle useisiin sovelluksiin.

galvanoidut osat ovat kuitenkin sisältä yhä muovia, joten jos ne lämmitetään sisämuovin pehmenemislämpötilaa korkeampaan lämpötilaan, sisempi lujuus menetetään; vaikka ulkometalli ei sulaisikaan. Galvanointiin voidaan käyttää useita metalleja, kuten sinkkiä, kromia,nikkeliä, kuparia jne. Ennen elektrolyyttistä, on tärkeää prime 3D osa luoda johtava pinta sopii metalli kiinni. Pohjustuksessa käytetään yleisesti grafiittia.

Hartsipinnoite

epoksi-tai polyesterihartseja voidaan käyttää 3D-tulostettujen osien päällystämiseen. Epoksipinnoitus on epoksimaalilla tehtävä liukenematon pintapinnoite. Maali sisältää kahta kemikaalia; epoksihartsia ja kovetinta. Tuloksena oleva pinnoite on yleensä kestävämpi ja kovempi kuin päällystämättömät osat. Epoksipinnoitus ei kuitenkaan sovellu, Jos osaan tarvitaan äärimmäistä geometrista tarkkuutta ja teräviä reunoja. Polyesterihartsit taas ovat ohuita ja niitä voidaan levittää monimutkaisiin osiin. Hartsi alkaa kovettua 5 minuutin kuluttua levityksestä ja kestää yleensä 24 tuntia täysin kuivua. Hartsipinnoite voidaan levittää mihin tahansa osaan mistä tahansa tulostimesta.

Hiilikuituvahvistus

hiili-tai lasikuituja voidaan käyttää myös 3D-osien vahvistamiseen. Hiilikuidulla on erinomainen lujuus-paino-suhde, ja sitä käytetään parhaiten osiin, joita käytetään jatkuvan kuormituksen olosuhteissa. Toisin kuin hiili, lasikuidut taipuvat epäonnistumiseen asti. Kuidut voidaan laminoida kahdella tavalla:

  • lyhyt kuituvahvistus

tässä menetelmässä kuidut pilkotaan ja sekoitetaan termoplastiin lujuuden ja jäykkyyden parantamiseksi

  • jatkuva kuituvahvistus

tässä tekniikassa kuitu on integroitava jatkuvasti termoplastiin sitä pursotettaessa ja kerrostettaessa. Tämä tekniikka vaatii kaksi suuttinta tulostaa samanaikaisesti.

Conclusion

At Xometry Europe tarjoaa erilaisia vahvistusvaihtoehtoja 3D-tulostetuille osille asiakkaiden toiveiden mukaan. Yksinkertaisesti pään yli meidän instant lainaus Alustan, lataa malleja, valitse vaihtoehtoja, ja voila: lujat 3D painettu osa toimitetaan sinulle vain muutaman päivän.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.